Forschung

Plastic Pirates - Go Europe! ist eine Citizen Science Initiative zur Untersuchung der Verschmutzung von Flüssen mit besonderem Schwerpunkt auf Plastik und Mikroplastik, wo Schüler*innen und Jugendgruppen Forschungsdaten zu Plastikaufkommen sammeln, die von Wissenschafter*innen ausgewertet werden. 12 europäische Forschungsinstitute haben sich an der Beprobungsphase im Herbst 2022 beteiligt. Im Rahmen der von der EU geförderten Aktion "Europäisierung der Citizen-Science-Initiative Plastic Pirates" werden bestehende nationale Aktivitäten ausgeweitet. Der Fokus der Zusatzaktivitäten liegt in einer automatisierung der Auswertung und beschleunigten Rückmeldung an die teilnehmenden Schulen und Jugendgruppen sowie der Erstellung einer nationalen Homepage um die Ergebnisse dieser Citizen Science Forschung einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

In Österreich existieren immer noch zahlreiche gesicherte Altablagerungen oder in der Stilllegungsphase befindliche Hausmülldeponien deren noch verbliebenes Emissionspotential ein Umweltrisiko darstellen kann. Diese Deponien und Altablagerungen müssen regelmäßig auf deren Risiko untersucht werden, um zu entscheiden ob weitere Maßnahmen notwendig sind oder die aufwändige Sicherung bzw. Nachsorge eingestellt werden kann. Die Untersuchungen erfolgen heute nach standardisierten chemisch-physikalischen Verfahren. Neben diesen Verfahren, die teilweise nur einzelne Parameter nach aufwändigen nasschemischen Vorbereitungsschritten ausweisen, wurde vor einigen Jahren die FTIR (Fourier Transform Infrarot) Spektroskopie als rascher und holistischer Analyseansatz entwickelt. Die FTIR Spektroskopie ergibt Absorptionsspektren, die Rückschlüsse auf organische und anorganische Verbindungen in Proben erlauben. In der ursprünglichen Form dieser Untersuchungen wurden Transmissionsmessungen von Festproben in KBr Presslingen angewandt, wodurch die Probenvorbereitung auch einen beträchtlichen zeitlichen Aufwand und hohes Geschick des Analytikers erfordern. In den letzten Jahren wurde die ATR (Attenuated Total Reflection) FTIR Spektroskopie favorisiert, die homogenisierte pulverförmige Proben direkt messen kann und wodurch der Aufwand soweit reduziert wurde, dass ein höherer Probendurchsatz möglich wurde. Durch diesen Fortschritt ist es nun möglich, die Methode in wesentlich mehr Laboratorien anzuwenden und künftig auch als Routinemethode zu etablieren. Der Nachteil ist, dass die Spektren der ATR-FTIR Spektroskopie in ihrer Bandenhöhe unterscheiden und die bereits für Transmission FTIR Methode etablierten Modelle nicht anwendbar sind. Um neue Modelle zu entwickeln bzw. diese anzupassen, müssen ausreichend viele Proben mit bekannten und variierenden nasschemischen Parametern vermessen werden. Ziel dieses Projektes ist es, auf Basis bereits nasschemisch untersuchter Rückstellproben von Sicker-, Pump- und Grundwässer, Modelle für ATR-FTIR Spektren zu entwickeln, die die relevanten Stabilitätsparameter AT4 und einer Gasspendensumme GS21 <20 Nl und diese zu validieren.

Neben der Belastung mit Schwermetallen und persistenten organischen Schadstoffen wurden auch Mikrokunststoffe als Verunreinigung in Böden festgestellt. Diese sind vor allem auf landwirtschaftlichen Flächen wichtig da ein Transfer von Mikrokunststoffen in die Nahrungskette nicht ausgeschlossen werden kann. Mikrokunststoffe sind vor allem deshalb relevant, weil sie neben bedenklichen Additiven auch organische Schadstoffe anreichern können. Daneben wurden auch hinweise gefunden, dass eine hohe Mikrokunststoffbelastung sich auch auf die bodenphysikalischen Eigenschaften und somit auch auf den Ertrag auswirken können. Da derzeit keine Methode existiert, um Mikrokunststoffe aus den Böden zu entfernen und diese persistent sind müssen vorrangig die Quellen der Belastung festgestellt werden, um diese zu unterbinden. Um die Quellen zu identifizieren ist es wichtig festzustellen um welche Mikrokunststoffe es sich handelt und aus welchen Produkten sie stammen. Für die Identifikation ist es wichtig die Kunststoffart und ihre Morphologie festzustellen und sie einer bestimmten Quelle (z.B.: Mulchfolien, oder Verpackungskunststoffe) zuzuordnen. Die dazu notwendigen Parameter erhält aus FTIR-mikroskopischen Untersuchungen und Partikelanalysen. Im vorliegenden Projekt sollen solche Untersuchungen an landwirtschaftlichen Bodenproben aus der Schweiz durchgeführt werden.